A Stanford egyetem legújabb kutatásainak köszönhetően hamarosan akár a közönséges papír, vagy szövet is alkalmas lesz energia tárolására, ha egy speciális nanorészecskékkel fölturbózott tintába mártják.
A Yi Cui vezette kutatócsoport eredményei ugyan vadonatújak, de már megjelentek a legvadabb elképzelések felhasználhatóságáról. A jövő házaiban például energiatároló tapétával vonhatják be a falakat, vagy a hordozható készülékek szerelmesei egyszerűen pólójukhoz csatlakoztatva tölthetik föl kedvenc készüléküket.
A felfedezés lényege, hogy a megfelelő struktúrába rendezett nanorészecskék lehetővé teszik az elektromosság tárolását olyan módon és hatékonysággal, amely jelenleg még nem ismert.
A kutatócsoport kísérleti eszközei által alkalmazott nanorészecskék attól függően változnak, hogy milyen célra használják az eszközöket. A lítium kobalt-oxid nagyszerűen alkalmazható elemek, akkumulátorok esetében, míg egyes szén alapú nanorészecskék szuperkondenzátorok esetében hajtanak hasznot.
A jelenleg használt energiatárolási eszközök előállítása igen sok tőkét emészt föl és környezetszennyező. A lítium ionos akkumulátorok viszonylag kevés energiát képesek tárolni, míg a hagyományos, nagyobb kapacitású eszközök igencsak megdrágítják az energia tárolását. Ahhoz, hogy ezeken a technológiákon túllépjen az ember, az eddigitől gyökeresen eltérő gondolkodásmódra van szükség – jelentette ki Cui.
A nanotechnológia a gazdaságossági és a kapacitásproblémát egyetlen lépésben oldja meg azáltal, hogy az eszközbe integrálhatóan jelenik meg. A kísérletek eredményei azt mutatják, hogy amikor a lítium ionos akkumulátorok szén anódjait szilícium nanoszálas anódra cseréljük, a kapacitás tízszeresére növekszik.
Arra már korábban fény derült, hogy a szilícium sokkal alkalmasabb anódnak, mint a szén, mert sokkal több lítiumot képes lekötni. Alkalmazhatóságát azonban jócskán korlátozta, hogy képtelen ellenállni a fizikai behatásoknak, ugyanis a töltés során, amikor a lítium ionok a szilícium anódhoz kapcsolódnak, mintegy négyszeresére nő a tömege, a kisütéskor viszont, amikor a lítium ionok kiáramlanak belőle, teljesen összeesik. Végeredményben a szilícium struktúra szétesik, s ezzel a tárolókapacitás nagy része, vagy akár egésze is elveszhetett.
A kutatócsoport felfedezése hosszabb életet és nagyobb kapacitást ígér az újratölthető lítium elemeknek. S a jövőben a szilícium nanoszálas technológia elfogadott megoldás lehet az elektromos autókban, hordozható elektromos készülékekben és az orvosi implantátumokban.
Cui véleménye szerint a nanovilágban tett felfedezésük a mindennapokban is hasznosítható eredményt hozott:
– Ami a legszebb az egészben, hogy a legolcsóbb technológiát sikerült párosítani a nanotechnológia csúcsával, s valami nagyon nagy született. Nagyon érdekes kísérlet volt… ami nagy hatással lehet a társadalomra.
